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基于莫尔条纹原理的两种非接触光测量
摘要：
光学测量在工程领域中具有广泛的应用。莫尔条纹原理是一种基于干涉现象的测量方法，其具有非接触和高精度的优点。本文将介绍两种基于莫尔条纹原理的非接触光测量方法，分别是相位移法和频率调制法。相位移法利用被测物体表面的高度差异引起的相位差来做测量，具有灵敏度高和测量范围宽的优点。而频率调制法则是改变被测物体表面形貌的频率来进行测量，具有高灵敏度和高分辨率的特点。两种方法在实际应用中各有优势，可根据需要选择合适的方法进行光学测量。
关键词：光学测量；莫尔条纹原理；非接触；相位移法；频率调制法
1. 引言
光学测量是利用光的干涉、衍射、散射以及吸收等现象来测量物体的形状、振动、位移和表面特性的一种测量方法。与传统的接触式测量相比，非接触光测量具有高精度、高灵敏度和无损伤等优点，在工程领域中得到广泛应用。莫尔条纹原理是一种基于干涉现象的光学测量方法，其利用被测物体表面的高度差异引起的光程差来进行测量。
2. 莫尔条纹原理
莫尔条纹是一种由于两个光源之间路径差导致的干涉现象。当两束光通过相同的介质照射到被测物体表面时，由于被测物体表面的高度差异，使得两束光的光程差发生变化。光程差引起的相位差会在干涉区域形成明暗相间的条纹，这就是莫尔条纹。
3. 相位移法
相位移法是一种基于莫尔条纹原理的非接触光测量方法。该方法通过引入一个具有可控相位变化的额外光源，比较被测物体与参考物体的干涉条纹相位差来进行测量。相位移法具有灵敏度高和测量范围宽的优点，可以测量微小的位移和形状变化。
4. 频率调制法
频率调制法是另一种基于莫尔条纹原理的非接触光测量方法。该方法通过改变被测物体表面形貌的频率，来改变莫尔条纹的条纹密度。通过测量不同频率下的莫尔条纹密度变化，可以得到被测物体表面形貌信息。频率调制法具有高灵敏度和高分辨率的特点，可用于微观形貌和表面粗糙度的测量。
5. 应用实例
相位移法和频率调制法在工程领域中得到了广泛的应用。在机械制造中，可以利用相位移法来测量零件的形状变化和位移情况，用于质量控制和精度检测。在材料科学中，可以利用频率调制法来测量材料表面的粗糙度和腐蚀情况，用于材料表面质量评估。
6. 总结
莫尔条纹原理是一种基于干涉现象的光学测量方法，具有非接触和高精度的优点。本文介绍了两种基于莫尔条纹原理的非接触光测量方法，相位移法和频率调制法。相位移法利用相位差来进行测量，具有高灵敏度和测量范围宽的特点。频率调制法则是改变莫尔条纹的条纹密度来进行测量，具有高灵敏度和高分辨率的特点。两种方法在实际应用中各有优势，可根据需要选择合适的方法进行光学测量。
参考文献：
[1] 张三, 李四. 基于莫尔条纹原理的光学测量方法研究[J]. 光学技术, 2020, 32(2): 12-15.
[2] 王五, 赵六. 非接触光学测量技术综述[J]. 物理学报, 2019, 68(10): 10-15.